摘要:微機(jī)械陀螺儀（即MEMS陀螺儀）是硅加工工藝與機(jī)械制造高度結(jié)合的產(chǎn)物，作為慣導(dǎo)系統(tǒng)組成部分，微機(jī)械陀螺儀在軍事和民用中得到廣泛應(yīng)用。微機(jī)械陀螺儀的測(cè)量十分精確，但是新生產(chǎn)出來的MEMS陀螺儀需要對(duì)其的性能和參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，如果送到專業(yè)測(cè)量機(jī)構(gòu)不僅花費(fèi)時(shí)間周期長(zhǎng)，而且價(jià)格昂貴。因此本設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，通過轉(zhuǎn)速控制可以初步的對(duì)MEMS陀螺儀性能參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。 

本設(shè)計(jì)是基于STC12C5A60S2單片機(jī)，以脈寬調(diào)節(jié)即PWM對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，并運(yùn)用PID調(diào)節(jié)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加，采用光電傳感器對(duì)電機(jī)上安裝的碼盤感應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速計(jì)算。采用按鍵、上位機(jī)2種方式對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制和監(jiān)測(cè)。

本課題所設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，通過精確控制旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速，該旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)正常工作時(shí)存在1%的誤差，該工作臺(tái)可作為MEMS陀螺儀性能標(biāo)定的初步工具。

關(guān)鍵詞：STC12C5A60S2  PID控制算法  旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)  上位機(jī)  MEMS陀螺儀

目錄

摘要

ABSTRACT

1 緒論-1

1.1 本課題背景及意義-1

1.2 國(guó)內(nèi)外基于MEMS陀螺儀的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)發(fā)展及應(yīng)用狀況-1

1.2.1 MEMS陀螺的發(fā)展概況-1

1.2.2電機(jī)調(diào)速的發(fā)展現(xiàn)狀-2

1.3 本設(shè)計(jì)主要完成的工作-3

2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)-4

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求-4

2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-4

2.3 本章小結(jié)-5

3 系統(tǒng)硬件及電路設(shè)計(jì)-6

3.1 主控單片機(jī)-6

3.1.1 概述-6

3.1.2主要特性-6

3.1.3 引腳功能-8

3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊-9

3.3 計(jì)數(shù)傳感器模塊-9

3.4 液晶顯示-10

3.5 串口通信-11

3.5.1 串口通信的概念-12

3.5.2 串口通訊設(shè)計(jì)-12

3.6 本章小結(jié)-13

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)-14

4.1 編程軟件介紹-14

4.2 軟件設(shè)計(jì)流程圖-14

4.3 電機(jī)控制模塊-15

4.3.1 PWM控制-15

4.3.2 PID調(diào)節(jié)-16

4.4 按鍵控制程序設(shè)計(jì)-17

4.5 轉(zhuǎn)速采集及計(jì)算-18

4.6 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)-19

4.6.1上位機(jī)通信程序設(shè)計(jì)-19

4.6.2上位機(jī)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)-20

4.6.3 主界面-20

4.7 液晶顯示程序設(shè)計(jì)-21

4.8 本章小結(jié)-21

5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析-22

5.1 轉(zhuǎn)速控制測(cè)試-22

5.2 方向控制測(cè)試-23

5.3 液晶顯示測(cè)試-23

5.4 本章小結(jié)-24

6 總結(jié)-25

參考文獻(xiàn)-26

致  謝-27

附錄1: 系統(tǒng)硬件電路圖-28

附錄2：部分程序清單-29